Complexe getallen som

Moderators: dirkwb, Xilvo

Berichten: 8

Complexe getallen som

Beste wetenschappers,

ik geraak maar niet uit aan de volgende vraag: "Bepaal de som w + w^3 + w^7 + w^9 als w=exp(iπ/5) of in de goniometrische notatie van een complex getal: cos(π/5)+ i*sin(π/5)

Alvast bedankt!

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Complexe getallen som

Wat heb je al geprobeerd?

Gebruikersavatar
Berichten: 4.320

Re: Complexe getallen som

Bepaal eerst eens de waarden van de machten in de notatie van Euler.

(dat is de notatie:
\(w=e^{\frac{1}{5}i\pi}\)
In de wiskunde zijn er geen Koninklijke wegen Majesteit.

Berichten: 8

Re: Complexe getallen som

w^7 kan ik gelijk stellen aan w^2 * w^5 = -w^2 (vermits de 5de macht van een complex getal neerkomt op het vermenigvuldigen van de argumenten met 5 wat in dit geval een argument van pi betekent en modulus 1, dat is het reële getal 1). Analoog kan ik w^9 gelijk stellen aan -w^4. Dit lijkt allemaal mooi maar in de praktijk brengt het me niets verder. Ik probeerde ook al simpson toe te passen en zelfs te combineren met de vorige methode maar ook deze methode blijkt tot niets te leiden.

Berichten: 8

Re: Complexe getallen som

Oja, het moet zo nauwkeurig mogelijk bepaald worden.

Ik neem trouwens aan dat mijn vorige bericht hetgene was wat je bedoelde, tempelier?

Gebruikersavatar
Berichten: 4.320

Re: Complexe getallen som

Hoeveel is:
\(w^n=\bigl(e^{\frac{1}{5}i\pi}\bigr)^n \)
In de wiskunde zijn er geen Koninklijke wegen Majesteit.

Berichten: 8

Re: Complexe getallen som

tempelier schreef: za 29 sep 2012, 19:09
Hoeveel is:
\(w^n=\bigl(e^{\frac{1}{5}i\pi}\bigr)^n \)


cos(πn/5)+isin(πn/5) of e^(i*pi*n/5)

Gebruikersavatar
Berichten: 4.320

Re: Complexe getallen som

Klopt ja pas dit nu eens toe op de machten uit het vraagstuk.
In de wiskunde zijn er geen Koninklijke wegen Majesteit.

Berichten: 8

Re: Complexe getallen som

Dan krijg ik cos(π/5)+ i*sin(π/5)+cos(3π/5)+ i*sin(3π/5)+cos(7π/5)+ i*sin(7π/5)+cos(9π/5)+ i*sin(9π/5), maar hoe werk ik dat uit naar een eenvoudige vorm?

Voor alle duidelijkheid, het antwoord weet ik: dat is 1 normaal gezien, maar ik moet er op een of andere manier manueel geraken ... Dit is me echter nog steeds een raadsel.

Gebruikersavatar
Berichten: 4.320

Re: Complexe getallen som

Je kunt nu op meer manieren verder gaan.

Of je ze allemaal beheerst weet ik niet want ik ken je achtergrond niet.

Manier 1.

Teken ze in de eenheids cirkel en bedenk dan dat je optellen van complexe getallen kan zien als het optellen van vectoren, misschien dat dat een gemalkkelijke oplossing geeft.

Manier 2.

De sinussen en cosinussen zijn te bepalen in wortel vormen, die je daarna kunt optellen.

Manier 3.

Tik gewoon de waarden op je reken machiene in en neem daar de de sommen van.

PS. De derde manier is waarschijnlijk niet de bedoeling geweest van de opsteller geweest.

PPS.
\( \cos \frac{\pi}{5} = \frac{1+\sqrt{5}}{4}\)
In de wiskunde zijn er geen Koninklijke wegen Majesteit.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Complexe getallen som

Mathanalysis schreef: za 29 sep 2012, 18:27
w^7 kan ik gelijk stellen aan w^2 * w^5 = -w^2 (vermits de 5de macht van een complex getal neerkomt op het vermenigvuldigen van de argumenten met 5 wat in dit geval een argument van pi betekent en modulus 1, dat is het reële getal 1). Analoog kan ik w^9 gelijk stellen aan -w^4. Dit lijkt allemaal mooi maar in de praktijk brengt het me niets verder. Ik probeerde ook al simpson toe te passen en zelfs te combineren met de vorige methode maar ook deze methode blijkt tot niets te leiden.
Je kan op deze manier verder komen ...

Berichten: 8

Re: Complexe getallen som

@ pluimdrager, hoe dan precies?

@Tempelier, de derde manier is inderdaad niet de bedoeling geweest. De eerste manier zal ik zekerlijk uitproberen en dat lukt me wel met de achtergrondkennis. Ik ben echter nog zeer nieuwsgierig naar de wortelvormen van de sinussen en cosinussen in jouw tweede manier. Ik heb echter nog gehoord dat je er wortelvormen van kan maken, maar hoe weet ik niet precies. Wilt U mij deze manier nog aanleren? Alvast bedankt.

Edit: dat omzetten naar wortelvormen, is dat met de som en verschilformules dat je misschien bedoelt?

Gebruikersavatar
Berichten: 4.320

Re: Complexe getallen som

Als je de zaak schets kijk dan vooral naar de symmetrieën die ontstaan.

In principe heb je daarna genoeg om de opgave op te lossen aan:
\(\cos \frac{1}{5}\pi = \frac{1+\sqrt{5}}{4} \quad , \quad \cos \frac{3}{5}\pi = \frac{1-\sqrt{5}}{4} \)
--------------------------------------------

Je kunt de vorm
\(z=e^{i\alpha} \text{altijd herschrijven tot:} z=a+bi \)
Bij sommigen waarden lukt het dan a en b uit te drukken in wortelvormen.

Dat is in dit vraagstuk het geval:

PS. Ben je soms een elektro student?
In de wiskunde zijn er geen Koninklijke wegen Majesteit.

Berichten: 8

Re: Complexe getallen som

tempelier schreef: zo 30 sep 2012, 06:03
Als je de zaak schets kijk dan vooral naar de symmetrieën die ontstaan.

In principe heb je daarna genoeg om de opgave op te lossen aan:
\(\cos \frac{1}{5}\pi = \frac{1+\sqrt{5}}{4} \quad , \quad \cos \frac{3}{5}\pi = \frac{1-\sqrt{5}}{4} \)
--------------------------------------------

Je kunt de vorm
\(z=e^{i\alpha} \text{altijd herschrijven tot:} z=a+bi \)
Bij sommigen waarden lukt het dan a en b uit te drukken in wortelvormen.

Dat is in dit vraagstuk het geval:

PS. Ben je soms een elektro student?
Neen, wel ingenieursstudent.

Het enige wat ik nog zou willen weten is HOE je zonder (zonder!) rekenmachine aan die wortelvormen geraakt. Dit is namelijk de bedoeling van de opsteller van de oefening.

Berichten: 7.068

Re: Complexe getallen som

Misschien helpt dit:
\(e^{i \theta} = e^{i (\theta + 2 \pi)\)
dus
\(1 = e^{i 0} = e^{i 2 \pi} = e^{i \frac{10 \pi}{5}}\)
Vermenigvuldigen of delen met de meest rechter term is dus hetzelfde als vermenigvuldigen of delen door 1. Dat verandert dus niks, dus:
\(\omega + \omega^3 + \omega^7 + \omega^9 = e^{i \frac{\pi}{5}} + e^{i \frac{3 \pi}{5}} + e^{i \frac{7 \pi}{5}} + e^{i \frac{9 \pi}{5}}\)
De laatste twee termen delen door 1:
\(= e^{i \frac{\pi}{5}} + e^{i \frac{3 \pi}{5}} + e^{i \frac{-3 \pi}{5}} + e^{i \frac{-\pi}{5}}\)
en dan even herordenen:
\(= e^{i \frac{\pi}{5}} + e^{-i \frac{\pi}{5}} + e^{i \frac{3 \pi}{5}} + e^{-i \frac{3 \pi}{5}} = 2 \frac{e^{i \frac{\pi}{5}} + e^{-i \frac{\pi}{5}}}{2} + 2 \frac{e^{i \frac{3 \pi}{5}} + e^{-i \frac{3 \pi}{5}}}{2} = 2 \cos(\frac{\pi}{5}) + 2 \cos(\frac{3 \pi}{5})\)

Reageer